EP4417568A1 - Vorrichtung und verfahren zum befüllen von behältern - Google Patents

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EP4417568A1
EP4417568A1 EP24158033.1A EP24158033A EP4417568A1 EP 4417568 A1 EP4417568 A1 EP 4417568A1 EP 24158033 A EP24158033 A EP 24158033A EP 4417568 A1 EP4417568 A1 EP 4417568A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
product
product chamber
additional component
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24158033.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Valentin BECHER
Hubert Auer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP4417568A1 publication Critical patent/EP4417568A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/023—Filling multiple liquids in a container
    • B67C3/026—Filling the liquids simultaneously
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    • B67C3/287—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow control using predetermined or real-time calculated parameters
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    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for filling containers with a multi-component filling product, preferably in a beverage filling plant.
  • a technology for dosing the individual components in which the combination of the components is at least partially realized in the container and/or in a common filling valve, see for example EP 0 775 668 A1 and WO 2009/114121 A1
  • the dosing of a component to be added to a base fluid takes place before the filling valve outlet, whereby the desired amount is determined, for example, by a volume measurement using a flow meter ( EP 0 775 668 A1 ) or by another volumetric dosing technology ( WO 2009/114121 A1 ), for example by means of a dosing piston and/or a diaphragm pump.
  • the inner surfaces of the filling valve are wetted with the dosing product. This wetting must be removed from the surfaces again by turbulence (cross-mixing) during rinsing in order to prevent any residues of the dosing product in the filling valve from being carried over into subsequent filling processes and thus reducing the quality of the filling product.
  • the quality of the rinsing depends essentially on the ratio of the viscosities between the main product and the dosing product and the ratio of the two media.
  • the finished product in the container is only partially mixed, since the dosage product and the main component are essentially filled into the container one after the other.
  • a certain amount of mixing takes place when the liquid is immersed in the liquid level in the container.
  • this mixing is not complete and, particularly in the case of large differences in density and viscosity, the two components can remain permanently unmixed, which is a problem, for example, when the control of the finished product quality requires homogeneous mixing in the container.
  • the dosing process requires additional process time due to the backward displacement when the filling valve is closed, compared to, for example, filling processes in which the fully mixed filling product is filled or in which the dosing product is dosed into the main component and the filling product is introduced into the container at the same time. If the dosage is extended, the process time increases, which either requires more filling stations or reduces production output.
  • An object of the present invention is to provide an improved device and an improved method for filling containers with a multi-component filling product, preferably in a beverage filling plant.
  • the device and the method are designed for filling containers with a multi-component filling product. They are particularly preferably used in a beverage filling plant, for example for filling water (still or carbonated), soft drinks, smoothies, juices, beer, wine, dairy products, mixed drinks and the like.
  • the filling product comprises at least two product components, also referred to herein as “main component” and “additional component(s)", whereby this designation does not imply any order, sequence or prioritization.
  • the main component is preferably water (carbonated or still), and the one or more additional components include, for example, syrup, flavor, pulp, CO2, carbonated water and the like.
  • the device comprises at least one filling element (preferably several filling elements are installed) with a product chamber for receiving the filling product, a main inlet which has a flow meter and is set up to introduce the main component of the filling product into the product chamber, and at least one dosing valve which is set up to introduce or dose the at least one additional component into the product chamber.
  • the filling element is set up to introduce the filling product from the product chamber into the container in an open state and to not introduce any filling product into the container in a closed state.
  • the filling element can thus be opened and completely closed or blocked off.
  • an adjustment of the degree of opening between the two positions is possible in a targeted manner, for example continuously.
  • the device further comprises a controller which is in communication with the filling element and is configured to control and/or regulate the filling of the containers with the filling product.
  • the dosing of the additional component(s) in the analysis phase thus takes place with the filling device closed, whereby the dosage quantity(s) are determined by backward displacement (only then is the filling valve opened to fill the container), while the dosing in the flow phase takes place with the filling device open, whereby in this case the dosing of the additional component(s) into the main component takes place while the filling product is being introduced into the corresponding container, i.e. while the container is being filled.
  • Structuring the filling process into an analysis phase and a flow phase improves the flushing of the filling device and thus reduces any carryover of additional component(s), since the dosage product only reaches a few internal surfaces of the filling device and is effectively flushed out by flow.
  • the result is also a homogeneously mixed finished product in the container.
  • the device enables the use of flexible filling during atmospheric filling without increasing the process time.
  • the production output can be significantly increased compared to dosing using reverse displacement alone.
  • the communication between the control and the components to be controlled and/or read can be wired or wireless, digital or analog.
  • the communication does not necessarily have to include an exchange of information in both directions.
  • a unidirectional data and/or signal flow falls under the term "communication" here.
  • the control does not necessarily have to be formed by a central computing device or electronic control, but rather decentralized and/or multi-level systems, control networks, cloud systems and the like are included.
  • the control can also be an integral part of a higher-level system control or communicate with one.
  • control is set up to determine at least one process parameter in the analysis phase, preferably a dosing speed with which the at least one additional component is dosed into the product chamber, in order to determine a correction value therefrom, which is applied in the run-through phase.
  • the control is preferably further set up to dose the at least one additional component into the product chamber by means of a time and/or pressure dosage using the correction value in the run-through phase. product chamber. In this way, the dosing accuracy can be maintained even without backward displacement during the flow phase.
  • control system is set up to carry out the analysis phase at regular intervals and/or when fluctuations in temperatures, pressures and/or product properties of the main and/or additional component(s) occur and/or during each filling process.
  • the question of how often and at what times the analysis phase should be integrated into the filling process depends on many factors, in particular the products to be processed and the ambient conditions. If possible, the analysis phase is only carried out occasionally in order to maximize production output.
  • control system is set up to carry out the analysis phase and the run-through phase on a single container by metering a portion of the at least one additional component into the product chamber by backward displacement when the filling device is closed and the remaining portion of the at least one additional component is then metered into the product chamber when the filling device is open.
  • the device has at least one dosage-side flow meter which is set up to determine a volume flow of the at least one additional component during introduction into the product chamber.
  • the dosage-side flow meter can function as a central dosage-side flow meter for several or all filling elements.
  • One or more dosage-side flow meters can contribute to improving the dosing accuracy, particularly in the flow-through phase.
  • pressure monitoring and/or temperature monitoring of the main component and/or the additional component(s) during dosing can be used to calculate changes in flow rates in order to further increase dosing accuracy, particularly during the flow phase.
  • the product chamber is preferably ring-shaped and tapers in the lower area to form a ring-shaped outlet so that the filling product is given a swirl as it is introduced into the container.
  • the product chamber is therefore preferably designed as a ring channel or torus.
  • the main inlet preferably opens tangentially into the product chamber.
  • the ring-shaped product chamber and the tapered outlet supported by the preferably tangential supply of the filling product from the main inlet into the product chamber, cause the filling product to swirl, whereby it is driven outwards by centrifugal force and, after leaving the filling device, flows downwards along the wall of the container placed below the outlet.
  • the tapering or constriction of the product chamber towards the outlet leads to a uniform, well-defined swirl around the circumference and is also a key determining factor for the flow rate. If the degree of tapering, in particular the size of the annular gap at the outlet, can be adjusted, an integrated flow control of the filling device can be implemented, possibly even to the point of shutting it off.
  • the dosing of the additional component(s) into the turbulent product chamber ensures that the components are well mixed before they enter the container. Dosing can be carried out continuously, i.e. in one go, or at intervals to improve the mixing of the finished product.
  • valve cone which has a cylindrical shape tapering towards the outlet and is adjustable in the axial direction by means of an actuator, wherein the actuator is designed to adjust the valve cone between an open position and a closed position, preferably continuously.
  • the position of the valve cone thus defines the open and closed state of the filling element.
  • the above-mentioned object is further achieved by a method for filling containers with a multi-component filling product, comprising a main component and at least one additional component.
  • the containers are filled with the filling product by means of at least one filling element, which has a product chamber for receiving the filling product, a main inlet, which has a flow meter and is designed to introduce the main component of the filling product into the product chamber, and at least one dosing valve, which is designed to introduce or dose the at least one additional component into the product chamber.
  • the filling element When the filling element is open, it introduces the filling product from the product chamber into the container, and when the filling element is closed, no filling product is introduced into the container.
  • At least one process parameter in particular a dosing speed with which the at least one additional component is dosed into the product chamber, is determined in order to determine a correction value that is applied in the run-through phase.
  • the at least one additional component is preferably dosed into the product chamber by means of a time and/or pressure dosage using the correction value.
  • the analysis phase is carried out at regular intervals and/or when fluctuations in temperatures, pressures and/or product properties of the main and/or additional component(s) occur and/or during each filling operation.
  • the analysis phase and the flow phase are preferably carried out on a single container by metering a portion of the at least one additional component into the product chamber by backward displacement when the filling element is closed and the remaining portion of the at least one additional component is then metered into the product chamber when the filling element is open.
  • At least one dosage-side flow meter is provided to determine a volume flow of the at least one additional component.
  • several filling devices are installed, with the dosage-side
  • the flow meter can function as a central dosage-side flow meter for several or all filling devices.
  • the product chamber is preferably ring-shaped and tapers in the lower area to form a ring-shaped outlet so that the filling product is given a swirl as it is introduced into the container.
  • the main inlet preferably opens tangentially into the product chamber.
  • the flow of the at least one additional component into the product chamber is varied by adjusting the differential pressure between the at least one additional component and the main component, whereby the dosing accuracy can be improved, in particular during the flow phase.
  • the pressures of the main component and/or the at least one additional component are monitored during dosing into the product chamber.
  • the viscosity of the main component and/or the at least one additional component and/or the filling product can be determined by temperature monitoring. The process parameters obtained in this way can be used to calculate changes in the corresponding flow rates and thus improve the dosing accuracy, particularly during the flow phase.
  • Figure 1 schematically shows a device 1 for filling containers 100 with a multi-component filling product.
  • the device 1 is particularly preferably used in a beverage filling plant, for example for filling water (still or carbonated), beer, juice, soft drinks, smoothies, dairy products and the like.
  • the device 1 is preferably designed as a rotary design, in which the containers 100 to be filled are fed to a filling carousel (in the Figure 1 not shown) and filled with the filling product during transport along a partial circle.
  • the device 1 is designed to fill the container 100 with a multi-component filling product.
  • the filling product thus comprises at least two product components, which are also referred to herein as main component H and additional component Z.
  • the main component H is preferably water (carbonated or still), the additional component Z can be syrup, for example.
  • the main and additional components H, Z can be milk with different fat contents in order to be able to flexibly set a desired fat content in the filled product.
  • juices can be filled with pieces of fruit, with pulp being added to a juice main component H as additional component Z.
  • the additional component Z can comprise additives, flavorings, carbonated water, etc.
  • applications outside the beverage or food industry are possible, for example in the care sector for filling shampoo and the like.
  • the device 1 is designed to mix two additional components, a first additional component Z1 and a second additional component Z2, in addition to the main component H and to introduce them into the container 100.
  • the device 1 is suitable for a quick, flexible change of type, in particular when the various filling products are based on a common carrier medium - the main component H - and various additives - the additional components Z, Z1, Z2.
  • the device 1 has at least one filling element 10, which according to the embodiment of the Figure 1 is able to cause the filling product to swirl when it is introduced into the container 100.
  • the filling element 10 has a ring channel or torus Product chamber 11.
  • the filling element 10 further comprises a main inlet 12, which preferably opens tangentially or essentially tangentially into the product chamber 11.
  • the main inlet 12 comprises a main valve 12a, a flow meter 12b and is connected to a filling vessel 2, which provides the main component H.
  • the product chamber 11 tapers to an annular outlet 13 from which the filling product emerges during filling and flows into the container 100 placed below the filling element 10.
  • the filling element 10 has a defined axial direction due to the annular outlet 13, which in the installed state at least essentially corresponds to the direction of gravity.
  • the tapering or constriction of the product chamber 11 towards the outlet 13 leads to a uniform, well-defined swirl around the circumference and is also a key determining factor for the flow rate. If the degree of tapering, in particular the size of the annular gap at the outlet 13, can be adjusted, an integrated flow control can be implemented, possibly up to and including shut-off.
  • the filling element 10 has a valve cone 14 which has a cylindrical shape tapering towards the outlet 13.
  • the annular gap adjoining the product chamber 11 is formed on the inside at least in sections by the outer circumferential surface of the valve cone 14.
  • the annular gap is limited or formed by a valve housing 15.
  • the valve cone 14 is designed to be displaceable in the axial direction, i.e. up and down. In this way, the annular gap at the outlet 13 can be enlarged and reduced.
  • the height adjustment of the valve cone 14 takes place within the working range, i.e. between a completely open position and a closed position, preferably continuously, actuated by means of a suitable actuator 16. If the inner shape of the valve housing 15 forms a valve seat which, in the closed position of the filling element 10, is in contact with the When the valve cone 14 is in sealing contact, the outlet 13 can be completely closed, thereby realizing a shut-off function.
  • the space is unobstructed and can be used to mount a membrane 17, which seals the product chamber 11 in the upper area.
  • the membrane 17 has a circular outer contour, which is directly or indirectly connected to the valve housing 15.
  • the membrane 17 is also attached radially on the inside to the valve cone 14.
  • the membrane 17 is made of a flexible material, preferably Teflon, which means that it can follow the axial movement of the valve cone 14 and at the same time ensures a hygienic seal of the product chamber 11.
  • the symmetry of the membrane 17 also allows a design with a high number of load cycles, as is usually necessary for filling valves.
  • the filling element 10 preferably has a gas channel 18 which centrally penetrates the valve cone 14 in the axial direction.
  • the gas channel 18 is, for example, a return gas channel in order to discharge any gas, such as pressurized gas, which is displaced from the container 100 during filling.
  • the gas channel 18 can also have a multi-channel construction, for example a pipe-in-pipe construction, in order to create separate supply and exhaust paths.
  • the valve cone 14 ends essentially directly below a throttle point, i.e. the narrowest point of the annular gap forming the outlet 13, whereby a defined change from a single-phase gap flow to a wall film flow in the container 100 is realized.
  • a throttle point i.e. the narrowest point of the annular gap forming the outlet 13
  • a well-defined, constant separation edge of the liquid is formed, namely at the point with the highest flow velocity.
  • the valve seat i.e. the shut-off point, is located in the immediate vicinity of the separation edge, whereby the surfaces that could lead to dripping are minimized.
  • the filling element 10 is particularly suitable for the wall filling described above, in which the filling product runs spirally downwards along the inner wall 101 of the container.
  • the filling element 10 can also be designed as a free-jet valve.
  • the filling element allows complete flushing of the valve interior, in particular the product chamber 11 and the outlet 13 adjoining it in the filling direction, with a minimal flushing quantity due to the high turbulence that can be achieved in the product chamber 11 and a comparatively small surface area.
  • the filling element 10 is particularly suitable for frequent changes of the filling product, for example up to container by container, in particular additional components Z, Z1, Z2 that can be added.
  • the filling element 10 can also be used in aseptic filling machines.
  • control and/or shut-off functions in the filling device 10 allows a reduction in the number of components and a simplification of the product path. This leads to lower pressure losses and contributes to gentler product treatment and less foam formation during the filling process.
  • the compact design of the filling element 10 also enables hygienic integration of the valve cone drive or actuator 16 and, if necessary, further control functions in the valve head, i.e. above the product chamber 11, for example integration of gas valves for pre-pressurizing the container 100, return gas lines, relief lines, solenoid valves for further separate control functions in the area of the filling element 10, such as raising and lowering the valve, dosing components, etc.
  • a control board can be installed in the valve head to implement decentralized control architectures.
  • the filling device 10 has one or more, preferably two, dosing valves 19a, 19b, which are installed in corresponding supply lines for the additional components Z, Z1, Z2 that open into the product chamber 11.
  • the additional components Z, Z1, Z2 can be dosed into the product chamber 11 in the desired quantity via the dosing valves 19a, 19b.
  • the dosing valves 19a, 19b allow the additional components Z, Z1, Z2 to be mixed directly in the product chamber 11, which ensures that the filling element 10 can be easily rinsed out and minimizes any aroma carryover.
  • the device 1 has a plurality of filling elements 10 which, in the case of a rotary design of the device 1, are installed on the outer circumference of a filling carousel, wherein the containers 100 to be filled are fed to the filling carousel and are filled with the filling product during transport along a partial circle.
  • a control 50 is provided, which is connected to the actuator 16 of the valve cone 14, the valves 12a, 19a, 19b, the flow meters 12b and 20, any sensors for monitoring the filling process, etc. and is set up to control and/or regulate the filling process.
  • the communication between the controller 50 and the components to be controlled and/or read can be wired or wireless, digital or analog.
  • the communication does not necessarily have to include an exchange of information in both directions.
  • a unidirectional data and/or signal flow falls under the term "communication" here.
  • the controller 50 does not necessarily have to be formed by a central computing device or electronic control, but rather decentralized and/or multi-stage systems, control networks, cloud systems and the like are included.
  • the controller 50 can also be an integral part of a higher-level system control or communicate with such a system.
  • the filling of the containers 100 takes place in several phases, including an analysis phase and a flow phase.
  • the additional component(s) Z, Z1, Z2 are dosed with the outlet 13 closed by means of backward displacement, in particular for the purpose of determining the dosing speed and/or other process parameters.
  • Dosing in the flow phase takes place with the outlet 13 open, while the container 100 is being filled.
  • the main inlet 12 comprising the flow meter 12b, in conjunction with the dosing valves 19a, 19b, allows dosing of the additional components Z, Z1, Z2 by backward displacement.
  • the filling product is mixed together from the several components - the main component H and the additional components Z, Z1, Z2 - directly in the product chamber 11 of the filling device 10, with the additional components Z, Z1, Z2 being introduced into the product chamber 11 via the dosing valves 19a, 19b.
  • the additional components Z, Z1, Z2 By introducing the additional components Z, Z1, Z2 into the product chamber 11, the main component H previously supplied through the main feed 12 is displaced backwards in the main inlet 12.
  • the displaced volume of the main component H is determined by means of the flow meter 12b, and thus the volume of the additional components Z, Z1, Z2 added is also known and controllable.
  • the main component H together with the additional components Z, Z1, Z2 are completely flushed out of the filling device 10 into the container 100, whereby the total filling quantity can be determined at the same time using the same flow meter 12b.
  • the analysis phase serves in particular to determine process parameters, such as the dosing speed provided by the dosing valves 19a, 19b in conjunction with the controller 50.
  • the analysis phase can be carried out at regular intervals, during each filling round, during each filling and/or when fluctuations in temperatures, pressures and/or product properties of the main and/or additional component(s) occur.
  • the dosing of the remaining, usually predominant portion of the additional component(s) Z, Z1, Z2 takes place in the flow phase with the outlet 13 open during the filling process, i.e. while the filling product is being introduced from the product chamber 11 into the container 100.
  • This is a time and/or pressure dosing i.e. the amount of additional component(s) Z, Z1, Z2 dosed into the product chamber 11 is determined via the dosing time and/or the pressure applied to the dosing valves 19a, 19b) with a correction value that is determined by occasionally carrying out the analysis phase.
  • the analysis phase and the flow phase can also be carried out on a single container 100 by metering a portion of the additional component(s) Z, Z1, Z2 into the product chamber 11 by means of backward displacement with the outlet 13 closed and then metering the remaining portion of the additional component(s) Z, Z1, Z2 into the product chamber 11 with the outlet 13 open during the filling process.
  • the analysis phase can be carried out on one or more containers 100 and the flow phase on subsequent, other containers 100.
  • the dosing of the additional component(s) Z, Z1, Z2 into the turbulent product chamber 11 ensures that the components are well mixed before they enter the container 100.
  • the dosing can be carried out without interruption, i.e. in one go or at intervals, in order to improve the mixing of the finished product.
  • the differential pressure between the additional component(s) Z, Z1, Z2 and the main component H By adjusting the differential pressure between the additional component(s) Z, Z1, Z2 and the main component H, the flow rate of the additional component(s) Z, Z1, Z2 can be varied.
  • the monitoring of the metered volume flow of the additional component(s) Z, Z1, Z2 can be carried out by one or more metering-side flow meters 20.
  • a central metering-side flow meter 20 is provided in the supply of the additional component(s) Z, Z1, Z2 for several or all filling elements 10 of the device 1.
  • changes in the flow rate can be calculated by monitoring the pressure of the main component H and/or the additional component(s) Z, Z1, Z2 during metering and the viscosity can be determined by monitoring the temperature.
  • the division or structuring of the filling process into an analysis phase and a flow phase improves the flushing of the filling element 10 and thus reduces any carryover of additional component(s) Z, Z1, Z2, since the dosage product only reaches a few internal surfaces of the filling element 10 and is effectively flushed out.
  • the result is also a homogeneously mixed finished product in the container 100.
  • the device 1 enables the use of flexible filling during atmospheric filling without increasing the process time.
  • the production output can be significantly increased compared to dosing alone by backward displacement.

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen von Behältern (100) mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt, umfassend eine Hauptkomponente (H) und zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2), vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Behälter (100) mittels zumindest eines Füllorgans (10) mit dem Füllprodukt befüllt werden, das eine Produktkammer (11) zum Aufnehmen des Füllprodukts, einen Hauptzulauf (12), der einen Durchflussmesser (12b) aufweist und eingerichtet ist, um die Hauptkomponente (H) des Füllprodukts in die Produktkammer (11) einzuleiten, und zumindest ein Dosageventil (19a, 19b) aufweist, das eingerichtet ist, um die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) in die Produktkammer (11) einzudosieren. Das Verfahren weist auf: in einer Analysephase, Einleiten der Hauptkomponente (H) in die Produktkammer (11) bei geschlossenem Füllorgan (10), danach Eindosieren der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) durch das zumindest eine Dosageventil (19a, 19b) in die Produktkammer (11) bei weiterhin geschlossenem Füllorgan (10) und Bestimmen der im Hauptzulauf (12) rückwärts verdrängten Fluidmenge während der Eindosierung der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) unter Verwendung des Durchflussmessers (12b); und in einer Durchlaufphase, Einleiten der Hauptkomponente (H) in die Produktkammer (11) und Eindosieren der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) durch das zumindest eine Dosageventil (19a, 19b) in die Produktkammer (11) bei geöffnetem Füllorgan (10).

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage.
    • Stand der Technik
  • Um Füllprodukte bestehend aus mehreren Komponenten zu mischen und abzufüllen, ist eine Technologie zum Dosieren der einzelnen Komponenten bekannt, bei der die Zusammenführung der Komponenten zumindest teilweise erst im Behälter und/oder in einem gemeinsamen Füllventil realisiert wird, vgl. beispielsweise EP 0 775 668 A1 und WO 2009/114121 A1 . Die Dosierung einer einem Basisfluid hinzuzufügenden Komponente erfolgt hierbei vor dem Füllventilauslauf, wobei die gewünschte Menge beispielsweise durch eine Volumenmessung mittels eines Durchflussmessers ( EP 0 775 668 A1 ) oder durch eine andere volumetrische Dosiertechnologie ( WO 2009/114121 A1 ), etwa mittels eines Dosierkolbens und/oder einer Membranpumpe, abgemessen werden kann.
  • Eine Weiterentwicklung des Dosier-/Abfüllprozesses, bei dem die Komponenten zu einem späten Zeitpunkt, d.h. entweder während oder kurz vor der Abfüllung, vermischt werden, geht aus der EP 2 272 790 A1 und DE 10 2009 049 583 A1 hervor. Dabei wird das Dosageprodukt bei geschlossenem Auslauf in das Füllventil eindosiert, wobei beim Dosieren eine Hauptkomponente von der zudosierten Komponente rückwärts im Hauptstrang verdrängt wird. Das verdrängte Volumen der Hauptkomponente wird mittels eines Durchflussmessers ermittelt, und damit ist ebenfalls das Volumen der zudosierten Komponente bekannt und steuerbar. Bei der anschließenden Abfüllung des Füllprodukts in den Behälter wird die Hauptkomponente zusammen mit der zudosierten Komponente aus dem Füllventil in den Behälter gespült, wobei gleichzeitig die Gesamtfüllmenge mit demselben Durchflussmesser ermittelt werden kann. Beim nächsten Abfüllzyklus können die Füllmengen und auch die zudosierten Komponentenmengen neu bestimmt werden. Damit ist eine hochflexible Abfüllung individualisierter Getränke ohne Umstellzeiten möglich.
  • Durch das Eindosieren in das Füllventil werden die inneren Oberflächen des Füllventils mit dem Dosageprodukt benetzt. Diese Benetzung muss durch Turbulenz (Quervermischung) beim Ausspülen wieder von den Oberflächen entfernt werden, um eine Verschleppung etwaiger Reste des Dosageprodukts im Füllventil in nachfolgende Füllvorgänge und damit eine Qualitätsminderung des Füllprodukts zu vermeiden. Die Güte der Ausspülung hängt hierbei im Wesentlichen von dem Verhältnis der Viskositäten zwischen Haupt- und Dosageprodukt und dem Mengenverhältnis der beiden Medien ab.
  • Beim herkömmlichen Eindosieren durch Rückwärtsverdrängung ist das Fertigprodukt im Behälter nur teilweise vermischt, da das Dosageprodukt und die Hauptkomponente im Wesentlichen hintereinander in den Behälter gefüllt werden. Eine gewisse Vermischung findet durch das Eintauchen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitsspiegel im Behälter statt. Diese Vermischung ist aber nicht vollständig, und besondere bei großen Dichte- und Viskositätsunterschieden können die beiden Komponenten anhaltend unvermischt bleiben, was beispielsweise dann ein Problem ist, wenn die Kontrolle der Fertigproduktqualität eine homogene Durchmischung im Behälter voraussetzt.
  • Für den Dosagevorgang ist durch die Rückwärtsverdrängung bei geschlossenem Füllventil zusätzlich Prozesszeit erforderlich, im Vergleich beispielsweise zu Füllprozessen, bei denen das fertig ausgemischte Füllprodukt abgefüllt wird oder die Eindosierung des Dosageprodukts in die Hauptkomponente und das Einleiten des Füllprodukts in den Behälter gleichzeitig erfolgen. Verlängert sich die Dosage, nimmt die Prozesszeit zu, wodurch entweder mehr Füllstellen erforderlich sind oder die Produktionsleistung vermindert ist.
    • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt, vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
  • Die Vorrichtung und das Verfahren sind für das Befüllen von Behältern mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt konzipiert. Sie kommen besonders bevorzugt in einer Getränkeabfüllanlage zur Anwendung, beispielsweise zur Abfüllung von Wasser (still oder karbonisiert), Softdrinks, Smoothies, Säften, Bier, Wein, Milchprodukten, Mischgetränken und dergleichen.
  • Das Füllprodukt umfasst zumindest zwei Produktkomponenten, die hierin auch als "Hauptkomponente" und "Zusatzkomponente(n)" bezeichnet sind, wobei mit dieser Bezeichnung keine Ordnung, Reihenfolge oder Priorisierung vorgeben ist. Die Hauptkomponente ist vorzugsweise Wasser (karbonisiert oder still), und die eine oder mehreren Zusatzkomponenten umfassen beispielsweise Sirup, Aroma, Pulpe, COz, karbonisiertes Wasser und dergleichen.
  • Die Vorrichtung umfasst zumindest ein Füllorgan (vorzugsweise sind mehrere Füllorgane installiert) mit einer Produktkammer zum Aufnehmen des Füllprodukts, einem Hauptzulauf, der einen Durchflussmesser aufweist und eingerichtet ist, um die Hauptkomponente des Füllprodukts in die Produktkammer einzuleiten, und zumindest einem Dosageventil, das eingerichtet ist, um die zumindest eine Zusatzkomponente in die Produktkammer einzuleiten bzw. einzudosieren. Das Füllorgan ist eingerichtet, um in einem geöffneten Zustand das Füllprodukt aus der Produktkammer in den Behälter einzuleiten und in einem geschlossenen Zustand kein Füllprodukt in den Behälter einzuleiten. Das Füllorgan kann somit geöffnet und vollständig verschlossen bzw. abgesperrt werden. Vorzugsweise ist eine Verstellung des Öffnungsgrads zwischen den beiden Positionen gezielt möglich, beispielsweise stufenlos.
  • Die Vorrichtung weist ferner eine Steuerung auf, die mit dem Füllorgan in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um das Befüllen der Behälter mit dem Füllprodukt zu steuern und/oder zu regeln.
  • Die Steuerung ist ferner eingerichtet, um den Füllvorgang gemäß einer Analysephase und einer Durchlaufphase durchzuführen, d.h.
    1. a) in der Analysephase bei geschlossenem Füllorgan die Hauptkomponente in die Produktkammer einzuleiten, danach bei weiterhin geschlossenem Füllorgan die zumindest eine Zusatzkomponente durch das zumindest eine Dosageventil in die Produktkammer einzuleiten bzw. einzudosieren und während der Eindosierung der zumindest einen Zusatzkomponente unter Verwendung des Durchflussmessers die im Hauptzulauf rückwärts verdrängte Fluidmenge zu bestimmen, und
    2. b) in der Durchlaufphase, vorzugsweise bei geöffnetem Füllorgan, die Hauptkomponente in die Produktkammer einzuleiten und bei geöffnetem Füllorgan die zumindest eine Zusatzkomponente durch das zumindest eine Dosageventil in die Produktkammer einzudosieren.
  • Die Dosierung der Zusatzkomponente(n) erfolgt in der Analysephase somit bei geschlossenem Füllorgan, wobei die Dosagemenge(n) per Rückwärtsverdrängung ermittelt werden (erst danach wird das Füllventil für die Befüllung des Behälters geöffnet), während die Dosierung in der Durchlaufphase bei geöffnetem Füllorgan erfolgt, wodurch in diesem Fall die Eindosierung der Zusatzkomponente(n) in die Hauptkomponente während des Einleitens des Füllprodukts in den entsprechenden Behälter, d.h. während des Befüllens des Behälters stattfindet.
  • Die Strukturierung des Füllprozesses in eine Analysephase und eine Durchlaufphase verbessert die Ausspülung des Füllorgans und vermindert damit eine etwaige Verschleppung von Zusatzkomponente(n), da das Dosageprodukt nur an wenige innere Oberflächen des Füllorgans gelangt und per Durchlauf effektiv ausgespült wird. Die Folge ist ferner ein homogen gemischtes Fertigprodukt im Behälter. Die Vorrichtung ermöglicht die Anwendung des flexiblen Füllens beim atmosphärischen Füllen ohne Erhöhung der Prozesszeit. Die Produktionsleistung kann gegenüber der alleinigen Dosierung per Rückwärtsverdrängung erheblich gesteigert werden.
  • Die Kommunikation zwischen der Steuerung und den anzusteuernden und/oder auszulesenden Komponenten kann drahtgebunden oder drahtlos, digital oder analog erfolgen. Die Kommunikation muss nicht notwendigerweise einen Informationsaustausch in beide Richtungen umfassen. Ein unidirektionaler Daten- und/oder Signalfluss fällt hierin unter den Begriff der "Kommunikation". Die Steuerung muss nicht unbedingt durch eine zentrale Recheneinrichtung oder elektronische Regelung gebildet sein, sondern es sind dezentrale und/oder mehrstufige Systeme, Regelungsnetzwerke, Cloud-Systeme und dergleichen umfasst. Die Steuerung kann zudem integraler Bestandteil einer übergeordneten Anlagensteuerung sein oder mit einer solchen kommunizieren.
  • Vorzugsweise ist die Steuerung eingerichtet, um in der Analysephase zumindest einen Prozessparameter, vorzugsweise eine Dosiergeschwindigkeit, mit der die zumindest eine Zusatzkomponente in die Produktkammer eindosiert wird, zu ermitteln, um daraus einen Korrekturwert zu bestimmen, der in der Durchlaufphase angewendet wird. Die Steuerung ist vorzugsweise ferner eingerichtet, um in der Durchlaufphase die zumindest eine Zusatzkomponente mittels einer Zeit- und/oder Druck-Dosage unter Anwendung des Korrekturwerts in die Produktkammer einzudosieren. Auf diese Weise kann die Dosagegenauigkeit auch ohne Rückwärtsverdrängung während der Durchlaufphase beibehalten werden.
  • Vorzugsweise ist die Steuerung eingerichtet, um die Analysephase in regelmäßigen Abständen und/oder beim Auftreten von Schwankungen von Temperaturen, Drücken und/oder Produkteigenschaften der Haupt- und/oder Zusatzkomponente(n) und/oder bei jedem Füllvorgang durchzuführen. Die Frage, wie häufig und zu welchen Zeitpunkten die Analysephase in den Abfüllprozess zu integrieren ist, hängt von vielerlei Faktoren ab, insbesondere von den zu verarbeitenden Produkten und den Umgebungsbedingungen. Nach Möglichkeit wird die Analysephase nur gelegentlich ausgeführt, um die Produktionsleistung zu maximieren.
  • Vorzugsweise ist die Steuerung eingerichtet, um die Analysephase und die Durchlaufphase an einem einzigen Behälter durchzuführen, indem ein Teil der zumindest einen Zusatzkomponente bei geschlossenem Füllorgan per Rückwärtsverdrängung in die Produktkammer eindosiert wird und der verbleibende Teil der zumindest einen Zusatzkomponente anschließend bei geöffnetem Füllorgan in die Produktkammer eindosiert wird. Indem die Analysephase und die Durchlaufphase nicht auf mehrere Behälter aufgeteilt, sondern beide Phasen an nur einem einzigen Behälter durchgeführt werden, lassen sich die Analysephase verkürzen und die Produktionsleistung weiter erhöhen.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung zumindest einen dosageseitigen Durchflussmesser auf, der eingerichtet ist, um einen Volumenstrom der zumindest einen Zusatzkomponente während des Einleitens in die Produktkammer zu ermitteln. Hierbei kann im Fall mehrerer Füllorgane der dosageseitige Durchflussmesser als zentraler dosageseitiger Durchflussmesser für mehrere oder alle Füllorgane fungieren. Ein oder mehrere dosageseitige Durchflussmesser können zur Verbesserung der Dosagegenauigkeit insbesondere in der Durchlaufphase beitragen.
  • Alternativ oder zusätzlich können durch eine Drucküberwachung und/oder Temperaturüberwachung der Hauptkomponente und/oder der Zusatzkomponente(n) während der Dosage Änderungen der Fließgeschwindigkeiten berechnet werden, um die Dosagegenauigkeit insbesondere in der Durchlaufphase weiter zu erhöhen.
  • Vorzugsweise ist die Produktkammer ringförmig ausgebildet und verjüngt sich im unteren Bereich zu einem ringförmigen Auslauf, so dass das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter in Drall versetzt wird. Die Produktkammer ist somit vorzugsweise als Ringkanal beziehungsweise Torus ausgeführt. Um die Drallerzeugung zu unterstützen, mündet der Hauptzulauf vorzugsweise tangential in die Produktkammer ein.
  • Durch die ringförmige Produktkammer und den sich verjüngenden Auslauf, unterstützt durch die bevorzugt tangentiale Zufuhr des Füllprodukts aus dem Hauptzulauf in die Produktkammer, wird das Füllprodukt in Drall versetzt, wodurch dieses zentrifugalkraftbedingt nach außen getrieben wird und nach Austritt aus dem Füllorgan an der Behälterwand des unterhalb des Auslaufs platzierten Behälters abwärts strömt. Die Verjüngung beziehungsweise Einschnürung der Produktkammer zum Auslauf hin führt zum einen zu einem gleichmäßigen, wohldefinierten Drall über den Umfang hinweg und ist zum anderen ein maßgeblicher Bestimmungsfaktor für die Durchflussmenge. Ist der Grad der Verjüngung, insbesondere die Abmessung des Ringspalts am Auslauf, einstellbar, lässt sich eine integrierte Durchflussregelung des Füllorgans gegebenenfalls bis hin zur Absperrung realisieren.
  • Die Dosage der Zusatzkomponente(n) in die turbulente Produktkammer sichert eine gute Vermischung der Komponenten, bevor sie in den Behälter gelangen. Die Dosage kann unterbrechungsfrei, d.h. an einem Stück oder in Intervallen erfolgen, um die Ausmischung des Fertigprodukts zu verbessern.
  • Die vorstehend genannte Absperrfunktion des Füllorgans und eventuelle Durchflussregelung lassen sich mittels eines Ventilkegels implementieren, der eine zylindrische, sich zum Auslauf hin verjüngende Form hat und mittels eines Aktuators in Axialrichtung verstellbar ist, wobei der Aktuator eingerichtet ist, um den Ventilkegel zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position, vorzugsweise stufenlos, zu verstellen. Die Position des Ventilkegels definiert auf diese Weise den geöffneten und geschlossenen Zustand des Füllorgans.
  • Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zum Befüllen von Behältern mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt, umfassend eine Hauptkomponente und zumindest eine Zusatzkomponente, gelöst. Hierbei werden die Behälter mittels zumindest eines Füllorgans mit dem Füllprodukt befüllt, das eine Produktkammer zum Aufnehmen des Füllprodukts, einen Hauptzulauf, der einen Durchflussmesser aufweist und eingerichtet ist, um die Hauptkomponente des Füllprodukts in die Produktkammer einzuleiten, und zumindest ein Dosageventil aufweist, das eingerichtet ist, um die zumindest eine Zusatzkomponente in die Produktkammer einzuleiten bzw. einzudosieren.
  • Das Füllorgan leitet in einem geöffneten Zustand das Füllprodukt aus der Produktkammer in den Behälter ein, und in einem geschlossenen Zustand des Füllorgans wird kein Füllprodukt in den Behälter eingeleitet.
  • Das Verfahren umfasst eine Analysephase und eine Durchlaufphase mit folgenden Schritten:
    1. a) in der Analysephase, Einleiten der Hauptkomponente in die Produktkammer bei geschlossenem Füllorgan, danach Einleiten bzw. Eindosieren der zumindest einen Zusatzkomponente durch das zumindest eine Dosageventil in die Produktkammer bei weiterhin geschlossenem Füllorgan und Bestimmen der im Hauptzulauf rückwärts verdrängten Fluidmenge während der Eindosierung der zumindest einen Zusatzkomponente unter Verwendung des Durchflussmessers, und
    2. b) in der Durchlaufphase, Einleiten der Hauptkomponente in die Produktkammer, vorzugsweise bei geöffnetem Füllorgan, und Einleiten bzw. Eindosieren der zumindest einen Zusatzkomponente durch das zumindest eine Dosageventil in die Produktkammer bei geöffnetem Füllorgan.
  • Die Merkmale, technischen Wirkungen, Vorteile sowie Ausführungsbeispiele, die in Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden, gelten analog für das Verfahren.
  • So wird aus den obigen Gründen in der Analysephase vorzugsweise zumindest ein Prozessparameter, insbesondere eine Dosiergeschwindigkeit, mit der die zumindest eine Zusatzkomponente in die Produktkammer eindosiert wird, ermittelt, um daraus einen Korrekturwert zu bestimmen, der in der Durchlaufphase angewendet wird. In der Durchlaufphase wird die zumindest eine Zusatzkomponente vorzugsweise mittels einer Zeit- und/oder Druck-Dosage unter Anwendung des Korrekturwerts in die Produktkammer eindosiert.
  • Vorzugsweise wird die Analysephase in regelmäßigen Abständen und/oder beim Auftreten von Schwankungen von Temperaturen, Drücken und/oder Produkteigenschaften der Haupt- und/oder Zusatzkomponente(n) und/oder bei jedem Füllvorgang durchgeführt.
  • Vorzugsweise werden die Analysephase und die Durchlaufphase aus den oben genannten Gründen an einem einzigen Behälter durchgeführt, indem ein Teil der zumindest einen Zusatzkomponente bei geschlossenem Füllorgan per Rückwärtsverdrängung in die Produktkammer eindosiert wird und der verbleibende Teil der zumindest einen Zusatzkomponente anschließend bei geöffnetem Füllorgan in die Produktkammer eindosiert wird.
  • Vorzugsweise ist aus den oben genannten Gründen zumindest ein dosageseitiger Durchflussmesser vorgesehen, um einen Volumenstrom der zumindest einen Zusatzkomponente zu ermitteln. Vorzugsweise sind mehrere Füllorgane installiert, wobei der dosageseitige Durchflussmesser in diesem Fall insbesondere als zentraler dosageseitiger Durchflussmesser für mehrere oder alle Füllorgane fungieren kann.
  • Vorzugsweise ist die Produktkammer aus den oben genannten Gründen ringförmig ausgebildet und verjüngt sich im unteren Bereich zu einem ringförmigen Auslauf, so dass das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter in Drall versetzt wird. Vorzugsweise mündet der Hauptzulauf tangential in die Produktkammer ein.
  • Vorzugsweise wird durch eine Anpassung des Differenzdrucks zwischen der zumindest einen Zusatzkomponente und der Hauptkomponente der Durchfluss der zumindest einen Zusatzkomponente in die Produktkammer variiert, wodurch die Dosagegenauigkeit insbesondere während der Durchlaufphase verbessert werden kann.
  • Vorzugsweise werden die Drücke der Hauptkomponente und/oder der zumindest einen Zusatzkomponente während der Dosage in die Produktkammer überwacht. Alternativ oder zusätzlich kann durch eine Temperaturüberwachung die Viskosität der Hauptkomponente und/oder der zumindest einen Zusatzkomponente und/oder des Füllprodukts ermittelt werden. Die so gewonnen Prozessparameter können genutzt werden, um Änderungen der entsprechenden Fließgeschwindigkeiten zu berechnen und somit die Dosagegenauigkeit insbesondere während der Durchlaufphase zu verbessern.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die darin beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben dargelegten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele erfolgt dabei mit Bezug auf die begleitende Zeichnung.
    • Kurze Beschreibung der Figur
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figur 1 näher erläutert, die schematisch eine Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt zeigt.
    • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figur 1 beschrieben, die schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befüllen von Behältern 100 mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt zeigt.
  • Die Vorrichtung 1 findet besonders bevorzugt Anwendung in einer Getränkeabfüllanlage, beispielsweise zum Abfüllen von Wasser (still oder karbonisiert), Bier, Saft, Softdrinks, Smoothies, Milchprodukten und dergleichen. Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise in Rundläuferbauweise ausgeführt, bei der die zu befüllenden Behälter 100 einem Füllerkarussell (in der Figur 1 nicht gezeigt) zugeführt und während des Transports entlang eines Teilkreises mit dem Füllprodukt befüllt werden.
  • Die Vorrichtung 1 ist eingerichtet, um den Behälter 100 mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt zu befüllen. Das Füllprodukt umfasst somit zumindest zwei Produktkomponenten, die hierin auch als Hauptkomponente H und Zusatzkomponente Z bezeichnet sind. Die Hauptkomponente H ist vorzugsweise Wasser (karbonisiert oder still), die Zusatzkomponente Z kann beispielsweise Sirup sein. Allerdings besteht diesbezüglich keine Einschränkung. Beispielsweise können die Haupt- und Zusatzkomponente H, Z Milch unterschiedlicher Fettgehalte sein, um auf diese Weise einen gewünschten Fettgehalt im abgefüllten Produkt flexibel einstellen zu können. Alternativ können Säfte mit Fruchtstückchen abgefüllt werden, wobei einer Saft-Hauptkomponente H Pulpe als Zusatzkomponente Z zugemischt wird. Die Zusatzkomponente Z kann Zusatzstoffe, Aromastoffe, karbonisiertes Wasser usw. umfassen. Ferner sind Anwendungsfälle außerhalb der Getränkebeziehungsweise Lebensmittelindustrie möglich, beispielsweise im Care-Bereich zur Abfüllung von Shampoo und dergleichen.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Vorrichtung 1 eingerichtet, um neben der Hauptkomponente H zwei Zusatzkomponenten, eine erste Zusatzkomponente Z1 und eine zweite Zusatzkomponente Z2, zu mischen und in den Behälter 100 einzuleiten.
  • Die Vorrichtung 1 ist für einen schnellen, flexiblen Sortenwechsel geeignet, insbesondere dann, wenn die verschiedenen Füllprodukte auf einem gemeinsamen Trägermedium - der Hauptkomponente H - und verschiedenen Zusatzstoffen - den Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 - beruhen.
  • Die Vorrichtung 1 weist zumindest ein Füllorgan 10 auf, das gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 in der Lage ist, das Füllprodukt beim Einleiten in den Behälter 100 in Drall zu versetzen. Zu diesem Zweck weist das Füllorgan 10 eine als Ringkanal beziehungsweise Torus ausgeführte Produktkammer 11 auf. Das Füllorgan 10 weist ferner einen Hauptzulauf 12 auf, der vorzugsweise tangential oder im Wesentlichen tangential in die Produktkammer 11 mündet. Der Hauptzulauf 12 umfasst ein Hauptventil 12a, einen Durchflussmesser 12b und ist an einen Füllkessel 2, der die Hauptkomponente H bereitstellt, angebunden.
  • Im unteren Bereich des Füllorgans 10 verjüngt sich die Produktkammer 11 zu einem ringförmigen Auslauf 13, aus dem das Füllprodukt während der Abfüllung austritt und in den unterhalb des Füllorgans 10 platzierten Behälter 100 einläuft.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass sich räumliche Angaben, wie etwa "unter", "unterhalb", "über", "oberhalb" usw. auf die reguläre Einbaulage des Füllorgans 10 beziehen, die durch die Schwerkraftrichtung eindeutig bestimmt ist. Ferner weist das Füllorgan 10 durch den ringförmigen Auslauf 13 eine definierte Axialrichtung auf, die im Einbauzustand zumindest im Wesentlichen mit der Schwerkraftrichtung übereinstimmt.
  • Durch die ringförmige Produktkammer 11 und den sich verjüngenden Auslauf 13, unterstützt durch die bevorzugt tangentiale Zufuhr des Füllprodukts aus dem Hauptzulauf 12 in die Produktkammer 11, wird das Füllprodukt in Drall versetzt, wodurch dieses zentrifugalkraftbedingt nach außen getrieben wird und nach Austritt aus dem Füllorgan 10 an der Behälterwand 101 abwärts strömt. Die Verjüngung beziehungsweise Einschnürung der Produktkammer 11 zum Auslauf 13 hin führt zum einen zu einem gleichmäßigen, wohldefinierten Drall über den Umfang hinweg und ist zum anderen ein maßgeblicher Bestimmungsfaktor für die Durchflussmenge. Ist der Grad der Verjüngung, insbesondere die Abmessung des Ringspalts am Auslauf 13, einstellbar, lässt sich somit eine integrierte Durchflussregelung gegebenenfalls bis hin zur Absperrung realisieren.
  • Die vorstehend genannte Durchflussregelung lässt sich wie folgt implementieren: Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist das Füllorgan 10 einen Ventilkegel 14 auf, der eine zylindrische, sich zum Auslauf 13 hin verjüngende Form hat. Der sich an die Produktkammer 11 anschließende Ringspalt wird innenseitig zumindest abschnittsweise von der Außenumfangsfläche des Ventilkegels 14 gebildet. Außen wird der Ringspalt von einem Ventilgehäuse 15 begrenzt beziehungsweise gebildet. Der Ventilkegel 14 ist in Axialrichtung, d.h. nach oben und unten, verschiebbar eingerichtet. Auf diese Weise lässt sich der Ringspalt am Auslauf 13 vergrößern und verkleinern. Die Höhenverstellung des Ventilkegels 14 erfolgt innerhalb des Arbeitsbereichs, d.h. zwischen einer vollständig geöffneten Position und einer geschlossenen Position vorzugsweise stufenlos, betätigt mittels eines geeignet Aktuators 16. Wird durch die Innenform des Ventilgehäuses 15 ein Ventilsitz gebildet, der in Schließstellung des Füllorgans 10 mit dem Ventilkegel 14 dichtend in Kontakt steht, kann der Auslauf 13 vollständig verschlossen werden, wodurch eine Absperrfunktion realisierbar ist.
  • Der seitliche, d.h. tangential in die Produktkammer 11 einmündende Hauptzulauf 12 schafft Platz oberhalb der Produktkammer 11. Der Raum ist unverbaut und kann zur Montage einer Membran 17 genutzt werden, welche die Produktkammer 11 im oberen Bereich abdichtet. Die Membran 17 weist eine kreisförmige Außenkontur auf, die direkt oder indirekt am Ventilgehäuse 15 angebunden ist. Die Membran 17 ist ferner radial innen am Ventilkegel 14 befestigt. Die Membran 17 ist aus einem flexiblen Material, vorzugsweise Teflon, gefertigt, wodurch sie der Axialbewegung des Ventilkegels 14 folgen kann und gleichzeitig eine hygienische Abdichtung der Produktkammer 11 gewährleistet. Die Symmetrie der Membran 17 erlaubt zudem eine Ausführung mit einer hohen Lastspielzahl, wie sie für Füllventile zumeist notwendig ist.
  • Das Füllorgan 10 weist vorzugsweise einen Gaskanal 18 auf, der den Ventilkegel 14 in Axialrichtung zentral durchdringt. Der Gaskanal 18 ist beispielsweise ein Rückgaskanal, um etwaiges Gas, wie etwa Spanngas, das während der Befüllung aus dem Behälter 100 verdrängt wird, abzuleiten. Der Gaskanal 18 kann jedoch auch eine Mehrkanalkonstruktion, beispielsweise eine Rohr-in-Rohr-Konstruktion, aufweisen, um seperate Zu- und Abgaswege zu schaffen.
  • Der Ventilkegel 14 endet im Wesentlichen direkt unterhalb einer Drosselstelle, d.h. der engsten Stelle des den Auslauf 13 bildenden Ringspalts, wodurch ein definierter Wechsel von einer einphasigen Spaltströmung zu einer Wandfilmströmung im Behälter 100 realisiert wird. Es wird so eine wohldefinierte, gleichbleibende Abrisskante der Flüssigkeit gebildet, und zwar an der Stelle mit der höchsten Strömungsgeschwindigkeit. Vorzugsweise befindet sich der Ventilsitz, d.h. die Absperrstelle, in unmittelbarer Nähe zur Abrisskante, wodurch die Oberflächen, die zu einem Nachtropfen führen könnten, minimiert werden.
  • Das Füllorgan 10 ist besonders zur vorstehend dargelegten Wandfüllung geeignet, bei der das Füllprodukt spiralförmig an der Behälterinnenwand 101 abwärts läuft. Allerdings kann das Füllorgan 10 auch als Freistrahlventil konstruiert sein. Das Füllorgan erlaubt eine vollständige Ausspülung des Ventilinnenraums, insbesondere der Produktkammer 11 und des sich in Füllrichtung daran anschließenden Auslaufs 13, mit minimaler Spülmenge, aufgrund hoher Turbulenz, die in der Produktkammer 11 erzielbar ist, und einer vergleichsweise kleinen Oberfläche. Aus diesem Grund ist das Füllorgan 10 für einen häufigen, beispielsweise bis zu behälterweisen, Wechsel des Füllprodukts, insbesondere hinzudosierbarer Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2, besonders geeignet.
  • Aufgrund der guten Ausspülbarkeit ist das Füllorgan 10 auch in aseptischen Füllmaschinen anwendbar.
  • Die Integration von Regel- und/oder Absperrfunktion im Füllorgan 10 erlaubt eine Reduzierung der Bauteile und eine Vereinfachung des Produktweges. Dies führt zu geringeren Druckverlusten und trägt zu einer schonenderen Produktbehandlung sowie einer geringeren Schaumbildung beim Füllvorgang bei.
  • Die kompakte Bauform des Füllorgans 10 ermöglicht zudem eine hygienische Integration des Ventilkegelantriebs bzw. Aktuators 16 und gegebenenfalls weiterer Steuerungsfunktionen im Ventilkopf, d.h. oberhalb der Produktkammer 11, beispielsweise eine Integration von Gasventilen zum Vorspannen des Behälters 100, Rückgasleitungen, Entlastungsleitungen, Magnetventilen für weitere separate Steuerungsfunktionen im Bereich des Füllorgans 10, wie etwa Ventil heben und senken, Komponenten zudosieren usw. Ebenso kann beispielsweise eine Steuerungsplatine zur Realisierung dezentraler Steuerungsarchitekturen im Ventilkopf installiert werden.
  • Um einen raschen Sortenwechsel im Wesentlichen ohne Umstellzeit zu realisieren, weist das Füllorgan 10 ein oder mehrere, vorzugsweise zwei, Dosageventile 19a, 19b auf, die in entsprechenden, in die Produktkammer 11 mündenden Zuleitungen für die Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 installiert sind. Über die Dosageventile 19a, 19b können die Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 in der gewünschten Menge in die Produktkammer 11 eindosiert werden.
  • Durch die Dosageventile 19a, 19b findet die Zumischung der Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 direkt in der Produktkammer 11 statt, wodurch eine gute Ausspülbarkeit des Füllorgans 10 sichergestellt ist und eine etwaige Aromaverschleppung minimiert wird. Durch die Integration der Zufuhr von Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 in das Ventilgehäuse 15 sind keine Schläuche oder zusätzliche Leitungen erforderlich. Auf diese Weise ist das Füllorgan 10 besonders für einen Produktsofortwechsel geeignet.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung 1 mehrere Füllorgane 10 auf, die im Fall einer Rundläuferbauweise der Vorrichtung 1 am Außenumfang eines Füllerkarussells installiert sind, wobei die zu befüllenden Behälter 100 dem Füllerkarussell zugeführt und während des Transports entlang eines Teilkreises mit dem Füllprodukt befüllt werden.
  • Zur Ansteuerung des Füllorgans 10 bzw. der mehreren Füllorgane 10 ist eine Steuerung 50 vorgesehen, die mit dem Aktuator 16 des Ventilkegels 14, den Ventilen 12a, 19a, 19b, den Durchflussmessern 12b und 20, etwaigen Sensoren zur Überwachung des Füllprozesses usw. in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um den Füllprozess zu steuern und/oder zu regeln.
  • Die Kommunikation zwischen der Steuerung 50 und den anzusteuernden und/oder auszulesenden Komponenten kann drahtgebunden oder drahtlos, digital oder analog erfolgen. Die Kommunikation muss nicht notwendigerweise einen Informationsaustausch in beide Richtungen umfassen. Ein unidirektionaler Daten- und/oder Signalfluss fällt hierin unter den Begriff der "Kommunikation". Die Steuerung 50 muss nicht unbedingt durch eine zentrale Recheneinrichtung oder elektronische Regelung gebildet sein, sondern es sind dezentrale und/oder mehrstufige Systeme, Regelungsnetzwerke, Cloud-Systeme und dergleichen umfasst. Die Steuerung 50 kann zudem integraler Bestandteil einer übergeordneten Anlagensteuerung sein oder mit einer solchen kommunizieren.
  • Die Befüllung der Behälter 100 findet in mehreren Phasen statt, umfassend eine Analysephase und eine Durchlassphase. In der Analysephase erfolgt die Dosage der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 bei geschlossenem Auslauf 13 per Rückwärtsverdrängung, insbesondere zum Zweck der Ermittlung der Dosiergeschwindigkeit und/oder anderen Prozessparametern. Die Dosierung in der Durchlaufphase erfolgt bei geöffnetem Auslauf 13, während des Befüllens des Behälters 100.
  • Zunächst sei die Analysephase genauer beschrieben: Der Hauptzulauf 12, umfassend den Durchflussmesser 12b, erlaubt in Verbindung mit den Dosageventilen 19a, 19b eine Dosierung der Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 durch Rückwärtsverdrängung. Das Füllprodukt wird aus den mehreren Komponenten - der Hauptkomponente H und den Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 - direkt in der Produktkammer 11 des Füllorgans 10 zusammengemischt, wobei die Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 über die Dosageventile 19a, 19b in die Produktkammer 11 eingeleitet werden. Durch das Einleiten der Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 in die Produktkammer 11 wird die zuvor durch die Hauptzufuhr 12 zugeführte Hauptkomponente H im Hauptzulauf 12 rückwärts verdrängt. Das verdrängte Volumen der Hauptkomponente H wird mittels des Durchflussmessers 12b ermittelt, und damit ist ebenfalls das Volumen der zudosierten Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 bekannt und steuerbar. Bei der anschließenden Abfüllung des Füllprodukts in den Behälter 100 wird die Hauptkomponente H zusammen mit den zudosierten Zusatzkomponenten Z, Z1, Z2 vollständig aus dem Füllorgan 10 in den Behälter 100 gespült, wobei gleichzeitig die Gesamtfüllmenge mit demselben Durchflussmesser 12b ermittelt werden kann. Damit ist eine hochflexible Abfüllung individualisierter Füllprodukte, insbesondere Getränke, im Wesentlichen ohne Umstellzeiten möglich.
  • Die Analysephase dient insbesondere dazu, Prozessparameter zu ermitteln, etwa die von den Dosageventilen 19a, 19b in Verbindung mit der Steuerung 50 bereitgestellte Dosiergeschwindigkeit. Die Analysephase kann in regelmäßigen Abständen, bei jeder Füllrunde, bei jeder Füllung und/oder beim Auftreten von Schwankungen von Temperaturen, Drücken und/oder Produkteigenschaften der Haupt- und/oder Zusatzkomponente(n) durchgeführt werden.
  • Die Dosierung des verbleibenden, meist überwiegenden Anteils der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 erfolgt in der Durchlaufphase bei geöffnetem Auslauf 13 während des Füllvorgangs, d.h. während des Einleitens des Füllprodukts aus der Produktkammer 11 in den Behälter 100. Dabei handelt es sich um eine Zeit- und/oder Druck-Dosage (d.h. die in die Produktkammer 11 eindosierte Menge an Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 wird über die Dosagezeit und/oder den Druck, der an den Dosageventilen 19a, 19b anliegt, bestimmt) mit einem Korrekturwert, der durch die gelegentliche Ausführung der Analysephase ermittelt wird.
  • Die Analysephase und die Durchlaufphase können auch an einem einzigen Behälter 100 durchgeführt werden, indem ein Teil der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 bei geschlossenem Auslauf 13 per Rückwärtsverdrängung in die Produktkammer 11 eindosiert wird und der verbleibende Teil der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 anschließend bei geöffnetem Auslauf 13 während des Füllvorgangs in die Produktkammer 11 eindosiert wird. Alternativ kann die Analysephase an einem oder mehreren Behältern 100 und die Durchlaufphase an nachfolgenden, anderen Behältern 100 durchgeführt werden.
  • Die Dosage der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 in die turbulente Produktkammer 11 sichert eine gute Vermischung der Komponenten, bevor sie in den Behälter 100 gelangen. Die Dosage kann unterbrechungsfrei, d.h. an einem Stück oder in Intervallen erfolgen, um die Ausmischung des Fertigprodukts zu verbessern. Durch eine etwaige Anpassung des Differenzdrucks zwischen Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 und Hauptkomponente H kann der Durchfluss der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 variiert werden.
  • Die Überwachung des dosierten Volumenstroms der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 kann durch einen oder mehrere dosageseitige Durchflussmesser 20 erfolgen. Vorzugsweise ist ein zentraler dosageseitiger Durchflussmesser 20 in der Versorgung der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 für mehrere oder alle Füllorgane 10 der Vorrichtung 1 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können durch eine Drucküberwachung der Hauptkomponente H und/oder der Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2 während der Dosage Änderungen der Fließgeschwindigkeit berechnet werden und durch eine Temperaturüberwachung die Viskosität ermittelt werden.
  • Die Unterteilung bzw. Strukturierung des Füllprozesses in eine Analysephase und eine Durchlaufphase verbessert die Ausspülung des Füllorgans 10 und vermindert damit eine etwaige Verschleppung von Zusatzkomponente(n) Z, Z1, Z2, da das Dosageprodukt nur an wenige innere Oberflächen des Füllorgans 10 gelangt und effektiv ausgespült wird. Die Folge ist ferner ein homogen gemischtes Fertigprodukt im Behälter 100. Die Vorrichtung 1 ermöglicht die Anwendung des flexiblen Füllens beim atmosphärischen Füllen ohne Erhöhung der Prozesszeit. Die Produktionsleistung kann gegenüber der alleinigen Dosierung per Rückwärtsverdrängung erheblich gesteigert werden.
  • Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt
    2
    Füllkessel
    10
    Füllorgan
    11
    Produktkammer
    12
    Hauptzulauf
    12a
    Hauptventil
    12b
    Durchflussmesser
    13
    Auslauf
    14
    Ventilkegel
    15
    Ventilgehäuse
    16
    Aktuator
    17
    Membran
    18
    Gaskanal
    19a
    Dosageventil
    19b
    Dosageventil
    20
    dosageseitiger Durchflussmesser
    50
    Steuerung
    100
    Behälter
    101
    Behälterwand
    H
    Hauptkomponente
    Z
    Zusatzkomponente
    Z1
    Erste Zusatzkomponente
    Z2
    Zweite Zusatzkomponente

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Befüllen von Behältern (100) mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt, umfassend eine Hauptkomponente (H) und zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2), vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, wobei die Vorrichtung (1) aufweist:
    zumindest ein Füllorgan (10) mit einer Produktkammer (11) zum Aufnehmen des Füllprodukts, einem Hauptzulauf (12), der einen Durchflussmesser (12b) aufweist und eingerichtet ist, um die Hauptkomponente (H) des Füllprodukts in die Produktkammer (11) einzuleiten, und zumindest einem Dosageventil (19a, 19b), das eingerichtet ist, um die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) in die Produktkammer (11) einzudosieren, wobei
    das Füllorgan (10) eingerichtet ist, um in einem geöffneten Zustand das Füllprodukt aus der Produktkammer (11) in den Behälter (100) einzuleiten und in einem geschlossenen Zustand kein Füllprodukt in den Behälter (100) einzuleiten, und
    eine Steuerung (50), die mit dem Füllorgan (10) in Kommunikation steht und eingerichtet ist, um das Befüllen der Behälter (100) mit dem Füllprodukt zu steuern und/oder zu regeln,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerung (50) eingerichtet ist, um
    in einer Analysephase bei geschlossenem Füllorgan (10) die Hauptkomponente (H) in die Produktkammer (11) einzuleiten, danach bei weiterhin geschlossenem Füllorgan (10) die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) durch das zumindest eine Dosageventil (19a, 19b) in die Produktkammer (11) einzudosieren und während der Eindosierung der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) unter Verwendung des Durchflussmessers (12b) die im Hauptzulauf (12) rückwärts verdrängte Fluidmenge zu bestimmen, und
    in einer Durchlaufphase die Hauptkomponente (H) in die Produktkammer (11) einzuleiten und bei geöffnetem Füllorgan (10) die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) durch das zumindest eine Dosageventil (19a, 19b) in die Produktkammer (11) einzudosieren.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (50) eingerichtet ist, um in der Analysephase zumindest einen Prozessparameter, vorzugsweise eine Dosiergeschwindigkeit, mit der die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) in die Produktkammer (11) eindosiert wird, zu ermittelt, um daraus einen Korrekturwert zu bestimmen, der in der Durchlaufphase angewendet wird, wobei die Steuerung (50) vorzugsweise eingerichtet ist, um in der Durchlaufphase die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) mittels einer Zeit- und/oder Druck-Dosage unter Anwendung des Korrekturwerts in die Produktkammer (11) einzudosieren.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (50) eingerichtet ist, um die Analysephase in regelmäßigen Abständen und/oder beim Auftreten von Schwankungen von Temperaturen, Drücken und/oder Produkteigenschaften der Haupt- und/oder Zusatzkomponenten (H, Z, Z1, Z2) und/oder bei jedem Füllvorgang durchzuführen.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (50) eingerichtet ist, um die Analysephase und die Durchlaufphase an einem einzigen Behälter (100) durchzuführen, indem ein Teil der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) bei geschlossenem Füllorgan (10) per Rückwärtsverdrängung in die Produktkammer (11) eindosiert wird und der verbleibende Teil der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) anschließend bei geöffnetem Füllorgan (10) in die Produktkammer (11) eindosiert wird.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest einen dosageseitigen Durchflussmesser (20) aufweist, der eingerichtet ist, um einen Volumenstrom der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) zu ermitteln, wobei vorzugsweise mehrere Füllorgane (10) vorgesehen sind und der dosageseitige Durchflussmesser (20) als zentraler dosageseitiger Durchflussmesser (20) für mehrere oder alle Füllorgane (10) installiert ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktkammer (11) ringförmig ausgebildet ist und sich im unteren Bereich zu einem ringförmigen Auslauf (13) verjüngt, so dass das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter (100) in Drall versetzt wird, wobei der Hauptzulauf (12) vorzugsweise tangential in die Produktkammer (11) mündet.
  7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllorgan (10) einen Ventilkegel (14) aufweist, der eine zylindrische, sich zum Auslauf (13) hin verjüngende Form hat und mittels eines Aktuators (16) in Axialrichtung verstellbar ist, wobei der Aktuator (16) eingerichtet ist, um den Ventilkegel (14) zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position, vorzugsweise stufenlos, zu verstellen.
  8. Verfahren zum Befüllen von Behältern (100) mit einem mehrkomponentigen Füllprodukt, umfassend eine Hauptkomponente (H) und zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2), vorzugsweise in einer Getränkeabfüllanlage, wobei
    die Behälter (100) mittels zumindest eines Füllorgans (10) mit dem Füllprodukt befüllt werden, das eine Produktkammer (11) zum Aufnehmen des Füllprodukts, einen Hauptzulauf (12), der einen Durchflussmesser (12b) aufweist und eingerichtet ist, um die Hauptkomponente (H) des Füllprodukts in die Produktkammer (11) einzuleiten, und zumindest ein Dosageventil (19a, 19b) aufweist, das eingerichtet ist, um die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) in die Produktkammer (11) einzudosieren, wobei
    das Füllorgan (10) in einem geöffneten Zustand das Füllprodukt aus der Produktkammer (11) in den Behälter (100) einleitet und in einem geschlossenen Zustand kein Füllprodukt in den Behälter (100) einleitet, wobei das Verfahren ferner aufweist:
    in einer Analysephase, Einleiten der Hauptkomponente (H) in die Produktkammer (11) bei geschlossenem Füllorgan (10), danach Eindosieren der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) durch das zumindest eine Dosageventil (19a, 19b) in die Produktkammer (11) bei weiterhin geschlossenem Füllorgan (10) und Bestimmen der im Hauptzulauf (12) rückwärts verdrängten Fluidmenge während der Eindosierung der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) unter Verwendung des Durchflussmessers (12b), und
    in einer Durchlaufphase, Einleiten der Hauptkomponente (H) in die Produktkammer (11) und Eindosieren der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) durch das zumindest eine Dosageventil (19a, 19b) in die Produktkammer (11) bei geöffnetem Füllorgan (10).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Analysephase zumindest ein Prozessparameter, vorzugsweise eine Dosiergeschwindigkeit, mit der die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) in die Produktkammer (11) eindosiert wird, ermittelt wird, um daraus einen Korrekturwert zu bestimmen, der in der Durchlaufphase angewendet wird, wobei in der Durchlaufphase die zumindest eine Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) vorzugsweise mittels einer Zeit- und/oder Druck-Dosage unter Anwendung des Korrekturwerts in die Produktkammer (11) eindosiert wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysephase in regelmäßigen Abständen und/oder beim Auftreten von Schwankungen von Temperaturen, Drücken und/oder Produkteigenschaften der Haupt- und/oder Zusatzkomponenten (H, Z, Z1, Z2) und/oder bei jedem Füllvorgang durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analysephase und die Durchlaufphase an einem einzigen Behälter (100) durchgeführt werden, indem ein Teil der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) bei geschlossenem Füllorgan (10) per Rückwärtsverdrängung in die Produktkammer (11) eindosiert wird und der verbleibende Teil der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) anschließend bei geöffnetem Füllorgan (10) in die Produktkammer (11) eindosiert wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein dosageseitiger Durchflussmesser (20) vorgesehen ist, um einen Volumenstrom der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) zu ermitteln, wobei vorzugsweise mehrere Füllorgane (10) vorgesehen sind und der dosageseitige Durchflussmesser (20) als zentraler dosageseitiger Durchflussmesser (20) für mehrere oder alle Füllorgane (10) installiert ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktkammer (11) ringförmig ausgebildet ist und sich im unteren Bereich zu einem ringförmigen Auslauf (13) verjüngt, so dass das Füllprodukt während des Einleitens in den Behälter (100) in Drall versetzt wird, wobei der Hauptzulauf (12) vorzugsweise tangential in die Produktkammer (11) mündet.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Anpassung des Differenzdrucks zwischen der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) und der Hauptkomponente (H) der Durchfluss der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) in die Produktkammer (11) variiert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drücke der Hauptkomponente (H) und/oder der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) während der Dosage in die Produktkammer (11) überwacht werden und/oder durch eine Temperaturüberwachung die Viskosität der Hauptkomponente (H) und/oder der zumindest einen Zusatzkomponente (Z, Z1, Z2) und/oder des Füllprodukts ermittelt werden, um daraus Änderungen der entsprechenden Fließgeschwindigkeiten zu berechnen.
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